Смеси в поле сил

Величину кр проще всего вывести, рассматривая равновесие бинарной смеси в поле силы тяжести при постоянной температуре. В равновесном состоянии числа [c.372]

В результате проведенного анализа упрощенной схемы одномерного движения адиабатического двухфазного потока в канале, по-разному ориентированному в поле сил тяжести, можно сделать следующие выводы. Сопоставление опытных данных при движении двухфазного потока в горизонтальном и вертикальном каналах следует производить не при одинаковых расходах смеси и весовых газосодержаниях, а при одинаковых расходах жидкости (и> ) и истинных объемных газосодержаниях (ф). При этом сопоставлении нивелирный напор необходимо вычислять не по общепринятым формальным определениям (1) или (2), а по формуле (14). Для того чтобы качественно оценить ошибки, к которым может привести невыполнение этих условий сопоставления, рассмотрим конкретный численный пример для вынужденного движения пароводяного потока в вертикальном и горизонтальном плоском канале шириной г=10 мм при давлении р=76 кГ/см (ft да 10- кГ-сек/м да 2-10-в кГ-сек/м f 735 кГ/м f да да 40 кГ/м ), приведенной скорости воды ш =10 м/сек и 3 > 0.9. При расчете воспользуемся формулами, полученными выше для ламинарного кольцевого течения двухфазного потока. Безусловно, это приведет к идеализации реального процесса, так как в действительности характер движения фаз будет в этих условиях турбулентным, режим течения смеси не обязательно кольцевым и т. п. Однако качественная сторона явлений (по крайней мере для таких режимов течения двухфазного потока, как снарядный и дисперсно-кольцевой) этими формулами будет, по-видимому, отражена. [c.173]

Числа Ричардсона. Как видно из уравнения (4.2.28), в стратифицированных струйных течениях многокомпонентной смеси возможны два дополнительных механизма генерации турбулентности. Если первый механизм имеет тепловую природу, то второй механизм возникновения турбулентности имеет диффузионную природу и возникает, когда имеются градиенты концентраций каких-либо диффундирующих компонентов. Это связано с тем, что пространственно-временная неоднородность (пульсации) массовой плотности обусловлена двумя факторами неоднородностью полей (пульсациями) температуры и концентраций (см. формулу (3.3.27). Как известно, если в жидкости появляется локальная область с плотностью, меньшей плотности окружающей среды, то на нее в поле силы тяжести будет действовать выталкивающая сила Архимеда сила плавучести). При определенных условиях (см. разд. 3.3.2.) происходит потеря устойчивости равновесия и эта сила приводит жидкость в движение. Именно величина [c.184]

Соотношения Стефана-Максвелла для многокомпонентной диффузии. Для стратифицированной в поле силы тяжести смеси соотношения Стефана-Максвелла (2.3.96) могут быть переписаны в виде [c.240]

Рассмотрим однофазную смесь двух компонент (такую же, как в 74) под действием внешних сил. Мы ограничимся случаем силы тяжести. На любой высоте 2 состояние системы определяется жиг , составом и объемом одного моля смеси V — объем одного моля — определяет и плотность в данной точке смеси. Ось 2 направим вертикально вверх. В каждой точке плоскости, перпендикулярной к оси 2 , состояние смеси одно и то же. Общий объем всей системы пусть остается неизменным. При таких условиях смесь расположится так, что свободная энергия всей системы будет минимальной. Свободная энергия равна сумме выражения (82) и потенциальной энергии газа в поле силы тяжести. [c.122]

Разберем вопрос о равновесии смеси идеальных газов в поле сил, например в поле силы тяжести. Разобьем весь объем с газом на отдельные фазы и на бесконечно малые однородные части. В этом случае для -фазы [c.153]

Равенство Клаузиуса 60 Равновесие смеси газов в поле сил 47 [c.415]

По способу образования и структуре поверхности контакта ЦТА относится к барботажных аппаратам. В нем активным агентом является газ, который пересекает слой жидкости, диспергируя ее и образуя поверхность контакта. При малой скорости в барботажных аппаратах газ образует поверхность контакта в виде всплывающих пузырей. При больших скоростях газа поверхность контакта приобретает капельную структуру, что характерно и для ЦТА, в котором скорости газа значительно больше скорости всплытия пузырей. Однако это относится только к гидродинамике самого слоя газожидкостной смеси, если рассматривать поперечное течение газа со скоростью Wr. В остальном имеются существенные отличия. На входе газа в слой между решеткой и кольцевым вращающимся слоем образуется газовая прослойка, обеспечивающая равномерное распределение газа и равномерную радиальную скорость по всему слою. Плавный, безударный вход газа в слой уменьшает гидродинамическое сопротивление. В то же время перемещение слоя газожидкостной смеси со значительными окружными скоростями и интенсивное перемешивание частиц жидкости с потоком газа вследствие вихревого движения приводит к дополнительной турбулизации потоков во всем объеме слоя, что способствует интенсификации процессов тепло- и массообмена. Наличие тангенциальной составляющей скорости газа увеличивает продолжительность контакта газа с жидкостью, так как движение частиц жидкости происходит по спиральной траектории и за несколько витков частицы многократно обтекаются потоком газа. Увеличение веса жидкости в поле центробежных сил препятствует образованию пены, так как поверхностного натяжения становится недостаточно для ее формирования. Отсутствие пены в ЦТА, сковывающей подвижность отдельных мелких частиц жидкости и ограничивающей скорость газа (по условиям выноса пены из аппарата), также позволяет повысить интенсивность тепло- и массообмена. [c.15]

Переменность плотности может быть следствием неоднородности полей температуры, давления, концентрации компонентов смеси. Переменность массовой силы может быть также обусловлена неоднородностью поля вектора внешних массовых сил g (например, во вращающейся системе, в электромагнитном поле). В дальнейшем в основном [c.25]

Гидроциклоны представляют класс вихревых аппаратов, предназначенных для разделения жидких неоднородных систем (суспензий, нестойких эмульсий и газосодержащих жидкостей) в поле центробежных сил. Благодаря простоте конструкции, компактности, высокой удельной производительности и надежности гидроциклоны получили широкое распространение в химической, нефтедобывающей, горнорудной, пищевой отраслях промышленности, в энергетике, металлургии, а также в системах очистки промышленных и бытовых сточных вод [1, 38, 49, 74, 87 - 90]. Эти аппараты выгодно отличает возможность применения в непрерывных замкнутых технологических циклах и в безотходных производствах с обеспечением сравнительно высокого качества разделения смесей. Фактор разделения в гидроциклонах составляет 500...2000, а в высоконапорных гидроциклонах и мультициклонах - до 5000. [c.254]

При исследовании большинства атмосферных систем движения, в частности при анализе вынужденных и естественно-конвективных движений атмосферных газов, применимо приближение Буссинеска. Ранее было показано, что в случае, когда изменение массовой плотности смеси происходит под влиянием, главным образом, изменения температуры (концентраций) в поле гравитационных сил, то гидродинамические уравнения смеси могут быть упрощены, при условии, что колебания температуры Т не слишком велики (порядка нескольких градусов) и коэффициент объемного расширения р /рГ" (формула (3.3.27) [c.264]

Если в смеси газов имеются градиенты термодинамических величин, то возникает диффузионный поток компонентов смеси, благодаря чему происходит перераспределение их концентраций. Вообще говоря, диффузия стремится выравнять концентрации компонентов в пространстве. Однако при существовании градиентов давления, температуры или в поле внешних сил силы тяжести, центробежной силы во вращающейся смеси, и вообще при наличии ускорений, происходит разделение первоначально равномерной смеси. [c.371]

Представим себе раствор под действием консервативной внешней силы, перемещающей в некотором направлении частицы растворенного вещества. И растворитель, и растворенное вещество оба будут обладать в поле этой силы некоторой потенциальной энергией эту энергию для одного моля растворителя обозначим через Р, а для одного моля растворенного вещества — через Рг. Допустим, для простоты, что Р и Рг зависят только от одной из координат, 2 , и рассмотрим столб раствора, ось которого совпадает с осью 2 , а поперечное сечение равно 1 см . Случай этот во многом походит на предыдущий. Выделим мысленно некоторый слой высоты ( 2. Сохранив за ж и г> их прежний смысл, найдем, что этот слой содержит (1 — молей первого и ж молей второго вещества. Пусть Ф — свободная энергия одного моля смеси (потенциальную энергию мы в Ф не включаем) тогда условием равновесия, в силу необходимости, чтобы свободная энергия всей системы была минимальной, служит уравнение [c.125]

Последняя формула дает распределение средней плотности атмосферы, состоящей из различных газов. Если говорить о парциальной плотности различных компонент, то плотность более тяжелых кислорода ( а = 32 г/моль) и азота N2 ( А = 28 г/моль) убывает с высотой быстрее, чем плотность легкого гелия Пе ( А = 2 г/моль). Это наводит на мысль о возможности разделения легких и тяжелых газов в силовом поле. Наиболее успешно это можно осуществить в быстро вращающихся вокруг вертикальной оси барабанах (центрифугах), заполненных смесью газов. Для расчета парциального давления и плотности каждого газа в центрифуге воспользуемся равенством (2.30). Потенциальная энергия единицы массы в поле центробежной силы и силы тяжести равна [c.41]

Равновесие смеси идеальных газов в поле внешних сил [c.153]

На рис. 3 представлена заимствованная из работы [28] кинограмма разрушения пленки канифоли при захлопывании кавитационного пузырька. Четко видно, что момент резкого сокращения размеров пузырька (рис. 3 а, б) связан с сильным разрушением прилегающей к нему части планки, в которой сначала появляются трещины (рис. 3, в), а затем с ее поверхности вырываются отдельные кусочки канифоли (рис. 3, г). Механизм образования ударной волны при захлопывании кавитационного пузырька можно представить следующим образом парогазовый пузырек с начальным радиусом Лд расширяется в начале отрицательного полупериода достаточно медленно, так как звуковое давление Ра мало. Как только звуковое давление превысит критическое Р ., пузырек потеряет устойчивость и начнет быстро расти под давлением содержащейся в нем парогазовой смеси и повышающегося Р . Резкому нарастанию скорости движения стенки пузырька препятствует присоединенная масса жидкости, увеличение которой идет пропорционально Л , тогда как сила, растягивающая пузырек за счет звукового поля, растет пропорционально Звуковое давление достигает амплитудного значения, а затем снижается до величины <Р ., однако пузырек продолжает расти по инерции весь отрицательный и некоторую часть положительного полупериода. В стадии расширения давление газа в пузырьке снижается примерно в 10 раз и внешние силы Р , действующие на стенку пузырька к началу фазы сжатия (сумма звукового Р и статического Рд давлений), во много раз превосходят противодействующее захлопыванию давление парогазовой смеси в пузырьке при В=В . При сжатии стенка пузырька начинает двигаться сначала плавно, а затем с резко возрастающей скоростью, и работа внеш- [c.174]

Впрыск охладителя посредством большой центробежной форсунки создает вихревое течение газожидкостной смеси в камере сгорания, что при свободном истечении газожидкостной смеси препятствует уносу находящейся в поле центробежных сил тяжелой фазы капельной жидкости и поджимает эту фазу к охлаждаемой поверхности ТЗП. Это способствует повышению экономичности гашения. [c.192]

Уравнение (6) называется формулой Саха. Формула Саха основывается на предположении термодинамического равновесия между атомами, ионами и электронами. Это предположение не всегда оправдывается, так как в большинстве случаев температура электронов не равна температуре ионов и атомов. Температура электронов и ионов будет заметно различаться, если в одной из частей смеси (электронной или ионной) выделяется теплоты значительно больше, чем в другой. Так, выделение теплоты вследствие действия сил трения (например, при движении с трением в ударных волнах) происходит в основном в ионной составляющей, а выделение джоулевой теплоты — в электронной составляющей. Вообще при наличии сильных внешних электрических полей температура электронов всегда будет больше температуры ионов и нейтральных атомов. [c.638]

Плоские нестационарные движения двухфазной смеси в поле силы тяжести рассматривались в условиях предельной анизотропии (см. стр. 614) был изучен ряд задач вытеснения нефти водой (А, М. Пирвердян, 1952 [c.640]

На основе эволюционных уравнений переноса для турбулентной энергии и среднего квадрата пульсаций энтальпии смеси разработана методика полуэмпирического моделирования изотропных коэффициентов турбулентного обмена в стратифицированном в поле силы тяжести, турбулизованном многокомпонентном газовом потоке с поперечным сдвигом гидродинамической скорости. [c.273]

Как уже отмечалось, конкретизация разработанных теоретических подходов к описанию многокомпонентных турбулентных сред проведена применительно к актуальным аэрономическим проблемам и моделированию процессов, в связи с которыми эти подходы получили свое дальнейшее развитие. Детально исследован диффузионный перенос в верхней атмосфере планеты на основе систематического использования обобщенных соотношений Стефана-Максвелла. Рассмотрена диффузионно-фотохимическая модель химического состава и температуры нейтральной атмосферы Земли в области верхней мезосферы - нижней термосферы и дана оценка величины усредненного по времени коэффициента турбулентной диффузии. Разработана методика полуэмпирического моделирования изотропных коэффициентов турбулентного обмена в стратифицированном в поле силы тяжести, многокомпонентном газовом потоке с поперечным сдвигом гидродинамической скорости. Получены универсальные алгебраические выра-л<ения для определения коэффициентов турбулентной вязкости и температуропроводности смеси в вертикальном направлении, зависящие от локальных значений кинетической энергии турбулентных пульсаций, динамических чисел Ричардсона, Колмогорова и турбулентного числа Прандтля, а также от внешнего [c.314]

Рис. 8.11. Схема для определения объемных концентраций фаз оц в завпсимости от объемных расходов фаз IVя IV20, отнесенных к скорости дрейфа и>о, при стационарном вертикальном течении в поле сил тяжести двухфазной смеси несячимаемых фаз ( м. (8.1.7)) на примере = (1 — г) , когда /шах = 0,082 а — для рд < р , б — для > р . Вертикальные стрелки около осей И ю и И го показывают, подъемному или опускному движению соответствующей фазы отвечают точки на вертикальных полуосях. Тонкие линии качествепно показывают поведение /( г) для газожидкостного потока при 2 > 0,5

Некоторые закономерности разделения в слое, называемые также сегрегацией, расслоением и самосортированием, схематически представлены на рис. 9.3. При отсутствии вибрации находящаяся в сосуде шесь разнородных частиц, сыпучей среды в поле силы тяжести или другом стационарном силовом поле может иметь вследствие действия сил типа сухого трения бесконечное число непрерывно распределешшх положений равновесия она располагается так или почти так, как ее засыпали в сосуд. Если же подвергнуть вибрщ)ованию (не слишком интенсивному, чтобы не преобладала хаотическая компонента процесса, то есть перемешивание), например, смесь крупных и мелких частиц одной плотности, то в ре льтате воздействия вибрации крупные частицы расположатся над мелкими (рис. 9.3,а). Б случае смеси частиц одинакового размера, но с различными плотностями легкие частицы расположатся над тяжелыми [c.228]

Тангенциальный ввод и большие входные скорости создают значительный центробежный эффект, отжимаюш,ий пароводяную смесь к стенкам циклона. Под действием сил тяжести жидкая фаза в циклоне перемещается по стенкам спирально вниз. Пар выделяется из пароводяной смеси, находящейся в поле центробежных сил, быстрее, чем при обычном барботаже. Так как водяные пленки паровых пузырей еще не успевают утониться, капли влаги, образующиеся при разрыве пузырей и поступающие вместе с паром в центральную часть циклона, имеют относительно большие размеры. В поле центробежных сил и больших [c.136]

Таким образом, во всех рассмотренных сдучаях под действием вибрации сыпучая смесь премится к определенному квазиравновесному состоянию. Это происходит, как отмечалося., в связи с преобразованием сил сухого трения вместе с тем на равновесное состояние могут ущественно повлиять возникающие при вибрации движущие вибрационные силы. В результате равновесное положение смеси в потенциальном силовом поле может не соответствовать минимуму потенциальной энергии, как это было бы при наличии только сил вязкого трения и как иногда ошибочно полагают [453] отчасти данное важное обстоятельство можно усмотреть из риа 9.3,в. [c.229]

Из теории турбулентности известно [25], что перенос взвешенных в потоке частиц осуществляется главным образом крупномасштабными вихревыми образованиями, присущими турбулентному потоку. Величина образований обусловлена порядком размера потока и поэтому перенос частиц осуществляется по всей глубине потока. Крупные вихри (крупномасштабная турбулентность) захватывают и переносят взвешенные частицы различных размеров. При отсутствии центробежных сил (на поворотах, ответвлениях п т. п.), а также специфических особенностей пылегазовой смеси (уплотнение пыли в местах поворота, залнпание ее на поверхностях, комкование и 1. д.), поля концентрации (запыленности) должны меняться незначительно в сравнительно широком диапазоне изменения скоростей и размеров частиц и при сравнительно небольших концентрациях (щ < < 0,3 кг/кг) и мало влияют на характер полей скоростей всего потока. Это подтверждается опытами ряда исследователей [45]. (Вопросы осаждения аэрозольных частиц на стенках сравнительно длинных труб и каналов в соответствии с миграционной теорией осаждения [97 ] здесь не рассматривается.) В проведенных опытах [45] изучалось распределение концентрации (х, кг/кг) и плотности пылевого потока [ , кг/(м -с) ] в рабочей камере модели аппарата при различных условиях подвода и раздачи потока по сечению. Для запыливаиия потока воздуха применялась зола тощего угля с фракционным составом, приведенным ниже, и плотностью р = = 2,16 г/см . [c.312]

В технологических процессах интерес представляет случай дисперсной смеси с частицами из ферромагнитного материала в магнитном поле, которое оказывает непосредственное моментное воздействие лишь на частицы (2-я фаза). Это приводит к их ориентированному мелкомасштабному враш,ению (Mj =5 0) с угловой скоростью 2, кинематически независимой от поля их осреднен-ных скоростей v . Вращение частиц за счет сил трения передается и несущ,ей фазе и приводит к мелкомасштабному с характерным линейным размером, равным размеру частиц, ориентированному вращению несущей жидкости М =7 0), Если магнитное поле не оказывает непосредственного воздействия на несущую фазу, т. е. она остается неполярной, то тензор напряжения в ней будет симметричным, а во второй фазе— несимметричным, причем его несимметрическая часть определяется воздействием внешнего магнитного поля на частицы. Симметричность тензора напряжений несущей фазы вытекает из симметричности тензора микронапряжений o l и совпадения среднеповерхностпых и среднеобъемных величин, что в свою очередь вытекает из регулярности этих величин. Несмотря на эти допущения, уравнения импульса и внутреннего момента несущей фазы могут быть приведены к некоторому виду, где, как и для дисперсной фазы, фигурирует несимметричный тензор поверхностных сил aji (см. 1,6 гл. 3). [c.83]

Из уравнения (10.157) следут, что при течении по трубе заряженной смеси газ — твердые частицы в отсутствие турбулентности и другого силового поля заряженные частицы осядут на стенке трубы под действием электростатической силы. [c.483]

Представляет интерес движение по трубе смеси газ — твердые частицы. Если труба — проводник или диэлектрик с равномерно распределенным зарядом, то, согласно закону Гаусса, электрического поля внутри трубы не будет. Если частицы равномерно заряжены и осесимметрично распределены по трубе, то частица, возможно, осядет на стенку, если поток нетурбулентен. Согласно уравнению (10.157), мелкие стеклянные шарики в атмосферном воздухе при концентрации 1 кг частицЫг воздуха на расстоянии 1 см от оси будут иметь в 10 раз большее ускорение, чем под действием силы тяжести даже при отношении заряда к массе, равном 0,002 к1кг. Радиальная составляющая интенсивности турбулентного движения частиц в соответствии с приближением oy [721] составляет 10 м сек для частиц диаметром 100 мк. Этот эффект может полностью компенсировать действие силы тяжести на смесь газ — твердые частицы в горизонтальной трубе и стать одной из возможных причин большой разницы между поперечной и продольной интенсивностями турбулентного движения частиц (разд. 2.8). Распределение плотности, данное oy [726], можно приписать дрейфовой скорости, обусловленной главным образом электрическим зарядом частиц. [c.485]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...